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Grok4.5 “快準(zhǔn)狠”的背后,是馬斯克的算力利用率困局仍未翻篇

本文來(lái)自微信公眾號(hào): 火星 AI 推演 ,作者:火星 AI 推演

7 月 9 日,SpaceXAI 發(fā)布 Grok 4.5。不拼 " 最強(qiáng) ",主打 " 夠用且便宜 "。而就在此前兩個(gè)月,馬斯克接連將 GPU 租給了 Anthropic 和谷歌。

這背后是老馬怎樣的算盤?Grok4.5 的發(fā)布與他出租算力之間有什么共通的戰(zhàn)術(shù)邏輯?

正文

關(guān)注馬斯克的人,前兩天估計(jì)都被 Grok 4.5 刷了屏。

SpaceXAI 于 7 月 9 日正式發(fā)布的 Grok 4.5,有三個(gè)鮮明特征:

定位變了——不再死磕 " 最強(qiáng) "。Grok 4.5 是 SpaceX AI 首個(gè)重點(diǎn)面向編程、Agent 和知識(shí)工作場(chǎng)景的模型。馬斯克本人也很坦誠(chéng):它不如 Claude Fable,但大多數(shù)日常任務(wù)并不需要那么高的性能上限。

成本降了——每百萬(wàn)輸入 tokens 定價(jià) 2 美元,每百萬(wàn)輸出 tokens 定價(jià) 6 美元,比 Claude Opus 系列和 GPT-5.5 便宜 60% 以上。

速度快了——據(jù)公開(kāi)報(bào)道,Grok 4.5 的推理速度最高可達(dá) 80 tokens/ 秒,妥妥的第一梯隊(duì)。

而就在此前的 5 月和 6 月,SpaceX 先后與 Anthropic 和谷歌簽下算力租賃大單,馬斯克搖身一變成了 " 算力包租公 "。

這兩件事看似各說(shuō)各話,實(shí)則根系相連。共同的大背景是:算力規(guī)模急劇膨脹,但算力利用率始終上不去。

一個(gè)尷尬的數(shù)字

今年 5 月,SpaceX 與 Anthropic 達(dá)成協(xié)議,將 Colossus 1 數(shù)據(jù)中心的全部算力對(duì)外出租——涉及超過(guò) 22 萬(wàn)張英偉達(dá) GPU,涵蓋 H100、H200 及最新的 GB200 加速卡。

6 月,就在計(jì)劃上市前一周,SpaceX 同谷歌也簽下了類似合約:從今年 10 月起,后者將獲得約 11 萬(wàn)張 GPU 的算力使用權(quán)。

馬斯克為何甘當(dāng) " 包租公 "?自己用不香嗎?——核心答案只有一個(gè):自家模型的算力利用率,實(shí)在太低了。

據(jù)公開(kāi)報(bào)道,SpaceXAI 在 Colossus 1 上訓(xùn)練 Grok 時(shí),算力利用率僅有 11%。而同行其他玩家普遍能跑到 40% 左右。

這意味著 22 萬(wàn)張 GPU 中,將近 20 萬(wàn)張?zhí)幱诳辙D(zhuǎn)或低效運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)。

與其讓它們白白耗電,不如租出去換點(diǎn)現(xiàn)金流,沖抵一下 SpaceX 的運(yùn)營(yíng)虧損——何況出租算力并不影響 Grok 自身的訓(xùn)練進(jìn)度。

而 Grok 4.5 的發(fā)布,正是馬斯克基于 " 算力利用率短期難以改善 " 這一現(xiàn)實(shí),做出的戰(zhàn)術(shù)回調(diào):既然利用率暫時(shí)上不去,那就先做一個(gè)更快、更省 token、更便宜的模型。

那么問(wèn)題來(lái)了:算力利用率為什么這么低?

回答這個(gè)問(wèn)題之前,有必要先補(bǔ)充一點(diǎn)理論知識(shí)。

一、GPU 和算力的基本概念

訓(xùn)練 AI 使用的芯片,叫圖形處理器,也就是 GPU。GPU 上面有成千上萬(wàn)個(gè)計(jì)算核心對(duì)數(shù)據(jù)做運(yùn)算,這種運(yùn)算數(shù)據(jù)的能力就稱之為算力,它衡量數(shù)據(jù)的運(yùn)算速度(單位通常是 FLOPS,即每秒浮點(diǎn)運(yùn)算次數(shù))。需要注意的是,和 CPU 主要進(jìn)行串行運(yùn)算不同,GPU 的這種運(yùn)算是并行運(yùn)算,即把一個(gè)復(fù)雜的矩陣運(yùn)算拆解成成千上萬(wàn)個(gè)簡(jiǎn)單小任務(wù),讓眾多的計(jì)算核心同時(shí)處理。因此,在運(yùn)算海量數(shù)據(jù)的效率上,GPU 是遠(yuǎn)勝過(guò) CPU 的。這也是為什么訓(xùn)練 AI 用的芯片是 GPU 而非 CPU:首先,訓(xùn)練 AI 需要海量的數(shù)據(jù);其次,AI 運(yùn)算數(shù)據(jù)要求極快的速度。顯然,相比串行運(yùn)算的 CPU,并行運(yùn)算的 GPU 更具備天然優(yōu)勢(shì)。

理論上,GPU 堆得越多,意味著可用于并行運(yùn)算的計(jì)算核心總數(shù)就越多,單位時(shí)間內(nèi)(如每秒)完成的浮點(diǎn)運(yùn)算次數(shù)就越多。而算力的單位剛好是每秒浮點(diǎn)運(yùn)算次數(shù)。由此可知,GPU 堆得越多,按理說(shuō)算力就越高(本文我們稱其為理論算力)。

二、三個(gè)重要的工程問(wèn)題

這里需要關(guān)注三個(gè)容易混淆且極其重要的工程問(wèn)題:

第一,單位時(shí)間內(nèi)運(yùn)算數(shù)據(jù)的速度越快,并不等同運(yùn)算數(shù)據(jù)的數(shù)量越多。單張 GPU 能夠?qū)嶋H消化的數(shù)據(jù)的量,除了看算力,還取決于 GPU 的顯存和帶寬。顯存類似 " 數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù) ",主要負(fù)責(zé)存儲(chǔ)即將運(yùn)算或者已運(yùn)算完的數(shù)據(jù);帶寬則類似 " 數(shù)據(jù)傳輸帶 ",負(fù)責(zé)將數(shù)據(jù)從顯存處傳輸至計(jì)算核心。不難理解,如果顯存容量不夠大,或者帶寬速率不夠快,即便計(jì)算核心能以極快的速度運(yùn)算完一批數(shù)據(jù),可能也經(jīng)常處于等待新數(shù)據(jù)傳輸?shù)拈e置狀態(tài)——業(yè)內(nèi)將這種現(xiàn)象稱為 " 顯存饑餓 "。

第二,GPU 規(guī)模擴(kuò)大會(huì)帶來(lái)顯著的通信開(kāi)銷。在多卡并行訓(xùn)練中,每張 GPU 完成運(yùn)算后,需要同其他 GPU 交換信息,這個(gè)過(guò)程就是通信。GPU 數(shù)量越多,通信量就越大,且后者隨著前者規(guī)模的擴(kuò)大呈非線性飆升。更關(guān)鍵的是,并行運(yùn)算存在 " 短板效應(yīng) ":所有 GPU 在完成本輪數(shù)據(jù)運(yùn)算、交換后要同步進(jìn)入下一輪運(yùn)算。即便只有極少數(shù)幾張卡因發(fā)熱降頻、網(wǎng)絡(luò)波動(dòng)等產(chǎn)生微小延遲,都會(huì)像多米諾骨牌一樣引發(fā)連鎖反應(yīng),拖慢整個(gè)集群的訓(xùn)練步調(diào)。如果說(shuō),帶寬決定了數(shù)據(jù)在單張 GPU 上的傳輸效率,那么通信開(kāi)銷反映的則是 GPU 之間同步所消耗的時(shí)間。兩者共同決定了多卡并行狀態(tài)下數(shù)據(jù)的傳輸效率。

第三,理論算力≠實(shí)際算力。實(shí)際算力才是決定模型訓(xùn)練效率的關(guān)鍵參數(shù),兩者的關(guān)系可以歸納為:

實(shí)際算力=理論算力 × 算法效率 × 工程軟件轉(zhuǎn)化率

其中,算法是運(yùn)算數(shù)據(jù)的方法,可類比為 GPU 運(yùn)算數(shù)據(jù)的 " 操作手冊(cè) ";好的算法能讓算力事半功倍。這其中一個(gè)典型的例子,是 2017 年谷歌在論文《Attention Is All You Need》中提出的 Transformer 架構(gòu):相較于循環(huán)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)(RNN)按順序處理數(shù)據(jù)的方式,Transformer 架構(gòu)允許模型在處理長(zhǎng)序列數(shù)據(jù)時(shí)并行,從而提高了模型高效運(yùn)算數(shù)據(jù)的能力。工程軟件是將算法翻譯為機(jī)器指令的 " 翻譯器 " 和 " 調(diào)度官 ",主要包括通信庫(kù)、編譯器和調(diào)度器。如果說(shuō) GPU 是鋼筋水泥,算法是設(shè)計(jì)圖紙,那么工程軟件就是確保圖紙高效落地的施工調(diào)度系統(tǒng)。其中,通信庫(kù)和編譯器可以優(yōu)化數(shù)據(jù)的傳輸路徑,調(diào)度器能夠降低 GPU 卡頓、延遲或故障而產(chǎn)生的通信開(kāi)銷。因此,高質(zhì)量的工程軟件既是算法落地的保障,也是降低通信開(kāi)銷、提升實(shí)際算力的關(guān)鍵。

綜上,算法和工程軟件做得越理想,實(shí)際算力越接近理論算力。

三、馬斯克當(dāng)前面臨的困境

在 AI 時(shí)代,能源、數(shù)據(jù)和算力正成為新的核心資源。Colossus1 從開(kāi)始建造到落地、投入使用僅用了 122 天。這充分彰顯了 " 馬斯克效率 ",鞏固了馬斯克作為 AI 基礎(chǔ)設(shè)施供應(yīng)商的地位,為其爭(zhēng)取到了新的財(cái)富創(chuàng)造機(jī)制和經(jīng)濟(jì)話語(yǔ)權(quán)。而他目前面對(duì)的棘手問(wèn)題,正好就出在上文提到的工程軟件方面。

首先,調(diào)度器做的還不夠精。

在擁有 22 萬(wàn)張卡的 Colossus1 集群中,由于硬件基數(shù)過(guò)于龐大,幾乎每隔幾個(gè)小時(shí),就可能有一張卡降頻、掉線——卡一壞,模型訓(xùn)練就只有被迫中斷。面對(duì)這個(gè)棘手的問(wèn)題,谷歌和 Meta 等科技巨頭的調(diào)度器,能在毫秒級(jí)的時(shí)間內(nèi)自動(dòng)換卡和斷點(diǎn)續(xù)訓(xùn)。SpaceXAI 作為新玩家,其調(diào)度器在如此大規(guī)模集群下的響應(yīng)速度還不夠快,導(dǎo)致整個(gè)集群常常陷入 " 一卡故障,萬(wàn)卡等待 " 的低效泥潭。

其次,編譯器也還沒(méi)完全適配。

編譯器負(fù)責(zé)把程序員寫(xiě)的代碼翻譯成 GPU 能執(zhí)行的機(jī)器碼。SpaceXAI 早期使用的 XLA 編譯器,是谷歌 JAX 框架下的產(chǎn)物。XLA 本身不差,但它翻譯出來(lái)的是通用的機(jī)器碼,并不了解任何特定 GPU 集群的物理布局。直接套用在 Colossus1 上,調(diào)度策略和顯存管理都很難發(fā)揮出 GPU 的極限。

這也解釋了為什么馬斯克決定自研基于 C/C++ 底層框架的編譯器——一方面,相比 Python、Java 等高階語(yǔ)言,C 語(yǔ)言更接近硬件層;另一方面,通過(guò)自研,打造出一個(gè)熟悉自家 GPU 集群物理布局的編譯器,能夠提高軟硬協(xié)同,進(jìn)而充分 " 榨出 "GPU 的性能。

四、Grok4.5 的新亮點(diǎn)

那么針對(duì)上述問(wèn)題,本次發(fā)布的 Grok 4.5 做了什么改進(jìn)呢?

一個(gè)核心亮點(diǎn),是采用了混合專家架構(gòu)(MoE)。

在 MoE 架構(gòu)下,處理不同類別數(shù)據(jù)的 " 專家 " 被部署在不同的 GPU 組上:比如 GPU 01-10 存放 " 代碼專家 ",GPU 11-20 存放 " 邏輯專家 ",GPU 21-30 存放 " 數(shù)學(xué)專家 " ……

當(dāng)有數(shù)據(jù)進(jìn)入時(shí),MoE 會(huì)根據(jù)數(shù)據(jù)類型只激活對(duì)應(yīng)的專家,調(diào)度相應(yīng)的 GPU 組(比如處理代碼任務(wù)就只喚醒 01-10),而不需要所有 GPU 同步參與。這就大幅降低了通信同步的壓力,提高了數(shù)據(jù)運(yùn)算的效率,一定程度上緩解了算力利用率低下的問(wèn)題。

可以說(shuō),老馬為了 " 馴服 " 算力也是十八般武藝用盡。但以調(diào)度器、編譯器等為代表的軟件短板,依然是亟待他和團(tuán)隊(duì)攻破的工程難關(guān)。

結(jié)語(yǔ)

把閑置算力租出去,是商業(yè)上的止損邏輯;發(fā)布一個(gè) " 夠用但便宜 " 的新模型,是技術(shù)上的務(wù)實(shí)邏輯。

兩件事都指向同一個(gè)真相:算力規(guī)模不等同于算力能力," 駕馭算力 " 或許遠(yuǎn)遠(yuǎn)比 " 擁有算力 " 更重要,也更困難。

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